KR20240137486A - 하전 입자 빔을 교정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

하전 입자 빔을 교정하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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엘마르 플라츠구머
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아이엠에스 나노패브릭케이션 게엠베하
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Abstract

타겟에 대한 빔의 포지셔닝과 관련하여 하전-입자 프로세싱 장치에서 하전-입자 빔을 교정하기 위한 빔 교정 장치(140)가 제공된다. 빔 교정 장치는 상기 장치의 레지스터링 구조(143)에 도달하는 하전 입자에 대한 검출기(145)를 포함한다. 빔은 측방향 초기 편향에 의해 지정된 타겟 위치로부터 장치를 향해 편향되어 빔이 레지스터링 구조 중 적어도 하나에 충돌할 수 있게 된다. 빔은 빔 교정 장치(140) 상에서 스캐닝되어, 레지스터링 구조를 포함하는 이 장치의 사전 정의된 영역을 커버하고, 검출기를 사용하여 전류가 전류 신호로 측정되고 평가되어 빔 교정 장치 표면 상의 사전 정의된 최적의 위치에 대한 빔의 상대적인 중심 위치가 판정된다. 이 최적 위치를 사용하여, 빔은 상대적인 중심 위치를 보상하기 위한 측방향 빔 위치의 보정을 나타내는, 편향 보정과 결합된 상기 초기 편향의 역인 역 측방향 편향에 의해 지정된 타겟 위치로 다시 편향된다.

Description

하전 입자 빔을 교정하기 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR CALIBRATING A CHARGED­PARTICLE BEAM}
본 발명은 다중 빔 하전 입자 처리 장비에서 공정 파라미터 제어의 특정 개선 사항에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전기 하전 입자의 구조화된 빔의 수단에 의해 타겟을 노광하도록 구성된 하전 입자 처리 장비 또는 하전 입자 다중 빔 처리 장비에서 하전 입자 빔, 특히 전자빔을 교정하는 방법에 관한 것이다.
하전 입자 다중 빔 처리 장비에서, 입자 빔은 하전 입자 소스에서 생성되고, 입자 빔이 관통하는 다수의 블랭킹 어퍼처로 구성된 어퍼처 어레이를 포함하는 패턴 정의 장치로 지향하고 조명하며, 그런 다음 타겟의 빔 필드 내에서 타겟에 충돌하는 입자 빔을 통해 다수의 픽셀을 노출함으로써 타겟에 원하는 패턴을 기록하기 위해 투영 광학 시스템에 의해 타겟에 이미지가 생성된다.
출원인은 언급된 유형의 하전 입자 다중 빔 도구를 구현했으며 이에 상응하는 하전 입자 광학기기, 패턴 정의(PD) 장치, 및 다중 빔 기록 방법, 특히 50keV 전자 다중 빔 기록기를 개발하여 193nm 침지 리소그래피용 리딩 엣지 복합 포토마스크, EUV 리소그래피용 마스크 및 임프린트 리소그래피용 템플릿(1x 마스크)을 구현했다. 6인치 마스크 블랭크 기판을 노광하는 시스템을 eMET(전자 마스크 노출 도구) 또는 MBMW(다중 빔 마스크 기록기)라고 한다. 실리콘 웨이퍼 기판의 전자빔 직접 기록기(EBDW) 애플리케이션을 위한 다중 빔 시스템을 PML2(Projection Mask-Less Lithography)라고 한다. 다중 빔 컬럼 및 기록 방법은 또한 다중 빔 검사 용도에도 사용할 수 있다.
다중 빔 기록기의 예시적 개략도가 도 1에 도시되어 있다. 이러한 리소그래피 장치는 US 6,768,125, EP 2 187 427 A1(= US 8,222,621) 및 EP 2 363 875 A1(=US 8,378,320)과 같은 선행 기술에 잘 알려져 있다. 다음에서는 발명을 개시하는 데 필요한 세부사항만 제공된다. 명료함을 위해, 구성요소는 도 1에서 크기 조정을 하여 도시되지 않는다. 리소그래피 장치(1)의 주요 구성요소(이 예에서 도 1에서 수직 하향으로 이어지는 리소그래피 빔(lb, pb)의 방향에 대응하는)는 하전 입자 소스, 패턴 정의(PD) 시스템(4), 투영 시스템(5) 및 타겟 역할을 하는 기판(16)을 갖는 타겟 스테이션(6)을 포함하는 조명 시스템(3)이다. 전체 장치(1)는 장치의 광축(cw)을 따라 빔(lb, pb)의 방해받지 않는 전파를 보장하기 위해 고 진공으로 유지되는 진공 하우징(2)에 포함된다. 하전 입자 광학 시스템(3, 5)은 정전 및/또는 자기 렌즈를 사용하여 구현된다.
조명 시스템(3)은 예를 들어 전자 총(7), 추출 시스템(8) 및 콘덴서 렌즈 시스템(9)을 포함한다. 그러나 일반적으로 전자 대신에 다른 전기 하전 입자가 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 또한. 이것들은 예를 들어, 전자 외에 수소 이온이나 중이온, 하전된 원자 클러스터 또는 하전된 분자 등일 수 있다.
추출 시스템(8)은 일반적으로 수 keV, 예를 들어, 5keV의 정의된 에너지로 입자를 가속한다. 콘덴서 렌즈 시스템(9)에 의해, 소스(7)로부터 방출된 입자는 리소그래피 빔(1b) 역할을 하는 넓고 실질적으로 텔레센트릭한 입자 빔(50)으로 형성된다. 그 후 리소그래피 빔(1b)은 복수의 개구 또는 어퍼처(24)(도 2)를 가진 다수의 플레이트를 포함하는 PD 시스템(4)을 조사한다. PD 시스템(4)은 리소그래피 빔(1b)의 경로의 특정 위치에 유지되어 복수의 어퍼처를 조사하고 다수의 빔릿으로 분할된다.
도 2를 참조하면, PD 시스템(4)의 어퍼처(24) 중 일부는 그것을 투과하여 타겟에 도달하는 빔의 일부(빔릿(51))을 허용한다는 의미에서 입사 빔에 대해 투명하도록 "켜지거나" "열려"있고, 다른 어퍼처들은 "꺼지거나" "폐쇄"되는데, 즉, 대응하는 빔릿(52)은 타겟에 도달할 수 없으며, 따라서 효과적으로 이들 어퍼처 및/또는 개구는 빔에 대해 불투명하다(투명하지 않다). 따라서, 리소그래피 빔(1b)은 PD 시스템(4)으로부터 나오는 패터닝된 빔(pb)으로 구조화된다. 스위치 온 어퍼처(리소그래피 빔(1b)에 투명한 PD 시스템(4)의 유일한 부분)의 패턴은 타겟(16)에 대해 노광되는 패턴에 따라 선택된다. 빔릿의 "켜기/끄기"는 일반적으로 PD 시스템(4)의 플레이트 중 하나에 제공된 일종의 편향 수단에 의해 구현된다는 점에 유의해야 한다. "스위칭 오프"-빔릿은 자신들의 경로에서 편향되어(매우 작은 각도로) 타겟에 도달할 수 없고 리소그래피 장치의 어딘가에서, 예를 들어 흡수판(11)에 의해 흡수될 뿐이다.
패터닝된 빔(pb)에 의해 표시된 패턴은 전자기 광학 투영 시스템(5)에 의해 "스위치 온(switched-on)" 어퍼처 및/또는 개구의 이미지를 형성하는 기판(16) 상으로 투영된다. 투영 시스템(5)은 2개의 크로스오버(c1 및 c2)를 사용하여 예를 들어 200:1의 축소를 구현한다. 타겟으로 사용되는 기판(16)은 예를 들어 6인치 마스크 블랭크 또는 입자 감지 레지스트 층(17)으로 덮인 실리콘 웨이퍼이다. 타겟은 척(15)에 의해 유지되고 타겟 스테이션(6)의 기판 스테이지(14)에 의해 위치 지정된다. 이하에서, "기판" 및 "타겟"이라는 용어는 처리 장비의 타겟 위치에 배치된 임의의 기판을 지칭하면서 상호교환적으로 사용된다.
노광될 패턴에 관한 정보는 전자 패턴 정보 처리 시스템(18)에 의해 구현되는 데이터 경로에 의해 PD 시스템(4)에 공급된다(아래 데이터 경로에 대한 설명도 참조).
도 1에 도시된 실시예에서, 투영 시스템(5)은 정전기 및/또는 자기 렌즈와 기타 편향(deflection) 수단으로 구성된 다수의 연속적인 전자기-광학 프로젝터 스테이지(10a, 10b, 10c)로 구성되며, 예를 들어 전체 장치(1)의 전용 제어 컴퓨터 또는 광학기기 컨트롤러(미도시)의 일부인 프로젝션 컨트롤러(56)에 의해 제어된다. 이들 렌즈 및 수단은 그 응용이 종래 기술에 잘 알려져 있으므로 기호 형태로만 도시된다. 투영 시스템(5)은 크로스오버(c1, c2)를 통한 축소 이미징을 사용한다. 두 스테이지 모두에 대한 축소 계수는 수백 개의 전체 축소, 예를 들어, 200:1을 달성하도록 선택된다. 이 차수의 축소는 PD 장치의 소형화 문제를 완화하기 위해 리소그래피 셋업에 특히 적합하다.
전체 투영 시스템(5)에서는 색수차 및 기하학적 수차를 광범위하게 보상하기 위한 규정이 만들어진다. 전체적으로 이미지를 측면으로, 즉 광축(cw)에 수직인 방향을 따라 이동시키는 수단으로서, 편향 수단(12a, 12b, 12c)이 콘덴서(3) 및 투영 시스템(5)에 제공된다. 편향 수단은 예를 들어, 소스 추출 시스템(12a) 근처, 편향 수단(12b)을 갖는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 크로스오버 근처 및/또는 도 1에서 스테이지 편향 수단(12c)이 있는 경우와 같이 각 프로젝터의 최종 렌즈(10c) 뒤에 위치하는 다극 전극 시스템으로서 구현될 수 있다. 이 장치에서, 다극 전극 배열은 스테이지 이동과 관련하여 이미지를 이동시키고 하전 입자 광학기기 정렬 시스템과 함께 이미징 시스템을 보정하기 위한 편향 수단으로서 사용된다. 이러한 편향 수단(12a, 12b, 12c)은 정지 플레이트(11)와 함께 패터닝된 빔 pd의 선택된 빔릿을 "온" 또는 "오프" 상태로 전환하는 데 사용되는 PD 시스템(4)의 편향 어레이 수단과 혼동되어서는 안 되며, 여기서 전자는 입자 빔을 전체로서만 처리하기 때문이다. 축 자기장을 제공하는 솔레노이드(13)("공기 코일")를 사용하여 프로그래밍 가능한 빔의 앙상블을 회전시킬 수도 있다.
도 2의 상세 단면에서 볼 수 있는 바와 같이, PD 시스템(4)은 바람직하게는 연속 구성으로 적층된 3개의 플레이트, 즉 "어퍼처 어레이 플레이트"(AAP)(20), "편향 어레이 플레이트"(DAP)(30) 및 "필드 경계 어레이 플레이트(Field-boundary Array Plate)"(FAP)(40)를 포함한다. '플레이트'라는 용어는 각각의 장치의 전체 모양을 의미하지만 후자가 일반적으로 선호되는 구현 방법일지라도 반드시 플레이트가 단일 플레이트 구성 요소로 구현된다는 것을 의미하지는 않으며; 여전히, 특정 실시예에서, 어퍼처 어레이 플레이트와 같은 '플레이트'는 다수의 서브 플레이트, 예를 들어 현장에서 빔릿 크기를 전환할 수 있는 2개의 이동 가능한 서브 플레이트로 구성될 수 있다(참조, 출원인의 US 8,546,767). 플레이트는 바람직하게는 Z 방향을 따라 상호 거리를 두고 서로 평행하게 배열된다.
AAP(20)의 평평한 상부 표면은 집광 광학기기/조명 시스템(11)에 대한 정의된 전위 인터페이스를 형성한다. AAP는 예를 들어, 얇은 중심 부분(22)이 있는 정사각형 또는 직사각형 실리콘 웨이퍼(약 1mm 두께)(21) 조각으로 만들어진다. 플레이트는 전기 전도성 보호층(23)으로 덮일 수 있으며 이는 수소 또는 헬륨 이온(US 6,858,118 참조)을 사용할 때 특히 유리하다. 전자 또는 중이온(예를 들어, 아르곤 또는 크세논)을 사용하는 경우, 층(23)은 또한 각각 21 및 22의 표면 섹션에 의해 제공된 실리콘으로 이루어질 수 있으므로 층(23)과 벌크 부분(21, 22) 사이에 인터페이스가 각각 없도록 한다.
AAP(20)에는 얇은 부분(22)을 가로지르는 개구로서 구현된 복수의 어퍼처(24)가 제공된다. 도시된 실시예에서, 어퍼처(24)는 층(23)에 제조된 직선 프로파일 및 AAP(20)의 벌크 층의 "역행(retrograde)" 프로파일을 갖도록 구현되어, 개구의 하향 출구(25)가 어퍼처(24)의 주요 부분보다 더 넓도록 한다. 직선 프로파일과 역행 프로파일 모두 반응성 이온 에칭과 같은 최첨단 구조 기술로 제조될 수 있다. 역행 프로파일은 개구를 통과하는 빔의 미러 충전 효과를 크게 감소시킨다.
DAP(30)는 자신들의 위치가 AAP(20)의 어퍼처(24)의 위치와 대응하고, 각각의 경로에서 선택적으로 개구(33)를 통과하는 개별 서브빔을 편향시키도록 구성된 전극(35, 38)이 제공되는 복수의 개구(33)가 제공된 플레이트이다. 예를 들어, DAP(30)는 ASIC 회로를 사용하여 CMOS 웨이퍼를 후처리하여 제조될 수 있다. 예를 들어, DAP(30)는 정사각형 또는 직사각형 모양을 갖는 CMOS 웨이퍼 조각으로 만들어지며, 얇아진 중심 부분(32)을 유지하는 프레임을 형성하는 두꺼운 부분(31)을 포함한다(그러나 22의 두께에 비해 적절하게 더 두꺼울 수 있음). 중심 부분(32)의 어퍼처 개구(33)는 어퍼처(24)에 비해 더 넓다(예를 들어 각 측면에서 약 2㎛만큼). CMOS 전자 장치(34)는 MEMS 기술에 의해 제공되는 전극(35, 38)을 제어하는 데 사용된다. 각 개구(33)에 인접하여 "접지" 전극(35) 및 편향 전극(38)이 제공된다. 접지 전극(35)은 전기적으로 상호 연결되고, 공통 접지 전위에 연결되며, 충전을 방지하는 역행 부분(36)과 CMOS 회로에 대한 원치 않는 숏컷(shortcut)을 방지하기 위한 격리 부분(37)을 포함한다. 접지 전극(35)은 또한 실리콘 벌크 부분(31 및 32)과 동일한 전위에 있는 CMOS 회로(34)의 부분에 연결될 수 있다.
편향 전극(38)은 정전위를 선택적으로 인가하도록 구성되고; 이러한 정전위가 전극(38)에 인가될 때, 이는 대응하는 서브빔에 편향을 일으키는 전기장을 생성하여 공칭 경로에서 편향되도록 한다. 전극(38)은 또한 충전을 피하기 위해 역행 섹션(39)을 가질 수 있다. 각각의 전극(38)은 그 하부 부분에서 CMOS 회로(34) 내의 각각의 접촉 부위에 연결된다.
빔 사이의 누화(crosstalk) 효과를 억제하기 위해 접지 전극(35)의 높이는 편향 전극(38)의 높이보다 높다.
도 2에 도시된 바와 같이 하류로 향하는 전극을 갖는 DAP(30)를 갖는 PD 시스템(12)의 배열은 여러 가능성 중 하나일 뿐이다. 추가 DAP 구성(예를 들어, 접지 및 편향 전극이 내장되어 있는)은 당업자가 쉽게 고안할 수 있다(US 8,198,601과 같은 출원인 명의의 다른 특허 참조).
FAP 역할을 하는 제3 플레이트(40)는 하류 축소 하전 입자 투영 광학기기의 제1 렌즈 부분을 향하는 평평한 표면을 갖고, 따라서 투영 광학기기의 제1 렌즈(16a)에 정의된 전위 인터페이스를 제공한다. FAP(40)의 두꺼운 부분(41)은 얇은 중심 부분(42)을 갖는 실리콘 웨이퍼의 일부로 만들어진 정사각형 또는 직사각형 프레임이다. FAP(40)에는 AAP(20) 및 및 DAP(30)의 개구(24, 33)에 대응하는 복수의 개구(43)가 제공되지만, 후자에 비해 더 넓다.
PD 시스템(4), 특히 그 제1 플레이트인 AAP(20)는 넓은 하전 입자 빔(50)에 의해 조사되며(여기서 "넓은" 빔은 빔이 AAP에서 형성된 어퍼처 어레이의 전체 영역을 덮을 만큼 충분히 넓다는 것을 의미한다.), 이는 어퍼처(24)를 통해 전송될 때 수천 개의 마이크로미터 크기의 빔(51)으로 분할된다. 빔릿(51 및 52)은 방해받지 않고 DAP 및 FAP를 횡단할 것이다.
이미 언급한 바와 같이, 편향 전극(38)이 CMOS 전자 장치를 통해 전력이 공급될 때마다, 편향 전극과 해당 접지 전극 사이에 전기장이 생성되어 통과하는 각 빔(52)이 작지만 충분히 편향되게 된다(도 2). 편향된 빔은 개구(33, 43)가 각각 충분히 넓게 만들어지기 때문에 방해받지 않고 DAP 및 FAP를 횡단할 수 있다. 그러나 편향된 빔(52)은 서브 컬럼의 정지 플레이트(15)에서 필터링된다(도 1). 따라서 DAP의 영향을 받지 않는 빔만 타겟에 도달한다.
축소 하전 입자 광학기기(5)의 감소 인자는 빔의 치수와 PD 장치(4)에서의 상호 거리 및 타겟에서의 구조의 원하는 치수를 고려하여 적절하게 선택된다. 이렇게 하면 PD 시스템에서 마이크로미터 크기의 빔이 허용되는 반면 나노미터 크기의 빔은 타겟에 투영된다.
AAP에 의해 형성된 (영향을 받지 않은) 빔(51)의 집합(ensemble)은 투영 하전 입자 광학기기의 미리 정의된 감소 인자 R을 사용하여 타겟에 투영된다.
도 2에 도시된 개별 빔(51, 52)은 2차원 X-Y 어레이로 배열된 훨씬 더 많은 수, 일반적으로 수천 개의 서브 빔을 나타낸다는 점에 유의할 가치가 있다.
MBMW의 일반적인 구현으로서, 출원인은 타겟에서 81.92㎛ x 81.92㎛의 빔 필드 내에서 20nm 빔 크기의 512 × 512(262,144)개의 프로그래밍 가능한 빔릿에 대해 R = 200의 감소 인자를 제공하는 하전 입자 광학기기를 갖춘 50keV 전자 MBMW를 구현했으며, 이는 AAP(Aperture Array Plate)의 개구 크기 4㎛ x 4㎛에 해당한다. 구현된 기록기 시스템의 경우 타겟은 예를 들어 전자빔 감응 레지스트로 덮인 6인치 마스크 블랭크(면적: 6인치 × 6인치 = 152.4mm × 152.4mm, 두께: 1인치/4 = 6.35mm)로 구현된 기판이다. 또한, 출원인이 구현한 시스템에서는 레지스트 피복된 150mm Si 웨이퍼에 다중 빔 라이팅이 가능하다.
1세대 MBMW 생산 도구는 모두 262,144개의 프로그래밍 가능한 빔이 "온"이 되도록 약 1μA까지의 전류를 제공하는 20nm 및 10nm 빔을 사용하는 것을 목표로 한다. 다음 세대의 MBMW 생산 도구에는 훨씬 더 작은, 예를 들어 8nm의 빔 크기를 사용하고 동시에 타겟의 81.92㎛ × 81.92㎛ 빔 필드 내에서 예를 들어, 640×640 = 409,600개의 빔릿을 제공하는 계획이 있다.
발명자들은 각각의 기록기 시스템(하전 입자 처리 장비)에서 타겟이 위치할 평면("타겟 평면")에 대해 빔의 정확한 위치를 측정하기 위한 전용 현장 장치를 사용하여 이미징 오류의 적절한 제어가 향상될 수 있음을 발견했다. 따라서, 본 발명의 목적은 타겟에서 하나 이상의 원하는 위치에 대해 하전 입자(전자) 빔의 정확한 위치를 판정하기 위한 접근법을 제시하는 것이다.
본 발명에 따르면, 다중 빔 하전 입자 처리 장비에서 공정 파라미터 제어를 개선할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따르면, 전기 하전 입자의 구조화된 빔의 수단에 의해 타겟을 노광하도록 구성된 하전 입자 처리 장비 또는 하전 입자 다중 빔 처리 장비에서 하전 입자 빔, 특히 전자빔을 교정하는 방법이 제공된다.
상기 언급된 목적은 하전 입자 처리 장비의 타겟 평면에 대한 하전 입자 빔의 위치설정과 관련하여 상기 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔을 교정하는 방법에 의해 충족되며, 상기 방법은:
빔 교정 장비에 충돌하고 이 장치의 표면에 제공된 적어도 하나의 정합 구조(registering structure)에 도달하는 하전 입자에 대한 검출기를 포함하는 상기 빔 교정 장치를 제공하고, 상기 장치 표면이 실질적으로 상기 처리 장비의 상기 타겟 평면에 있도록 상기 빔 교정 장치를 위치시키는 단계;
상기 처리 장비에서 미리 정의된 형상을 갖는 하전 입자의 빔을 생성하고, 이 빔을 지정된 타겟 위치에서 상기 타겟 평면에 이미징하는 단계;
미리 정의된 측면 초기 편향에 의해 지정된 타겟 위치에서 상기 빔 교정 장치로 상기 빔을 편향시키는 단계로서, 측면 편향은 상기 빔 방향을 횡단하여, 상기 빔이 상기 정합 구조(들) 중 적어도 하나에 충돌하도록 할 수 있는 상기 편향시키는 단계;
상기 빔 교정 장치에서 상기 빔의 스캔을 수행하여, 상기 정합 구조(들)를 포함하는 상기 장치 상의 미리 정의된 영역을 커버하는 단계;
상기 검출기를 사용하여 상기 스캔 동안 상기 빔에 의해 발생된 전류를 측정하여 언급된 영역의 위치의 함수로서 전류 신호를 얻는 단계;
측정된 상기 전류 신호를 평가하고 그로부터 상기 빔 교정 장치 표면에 미리 정의된 최적의 위치에 대한 상기 빔의 중심 상대 위치를 판정하는 단계;
를 포함한다.
또한, 이롭게는 마지막에 언급된 단계에서 얻은 중심 상대 위치를:
편향 보정과 결합된 초기 편향의 역수를 포함하는 역 측면 편향을 사용하여 상기 빔을 상기 지정된 타겟 위치로 다시 편향시키는 단계로서, 편향 보정은 상기 중심 상대 위치를 보상하기 위한 상기 측면 빔 위치의 수정을 나타내는 상기 편향시키는 단계
에 사용될 수 있다.
이는 특히 상기 빔의 상기 측면 위치의 드리프트를 보상하는 역할을 할 수 있다.
이 방법은 상기 빔의 교정 위치를 판정 및/또는 구현하기 위한 효과적인 접근 방식을 제공하며, 이는 상기 하전 입자 처리 장비 내에서 드리프트를 보상할 수도 있다. 여기서, "(상기 정합 구조에) 도달하는 입자"는 이러한 입자가 측정 신호에 기여하기 위해 각 정합 구조의 모양에 부딪히는 것을 의미한다. 일반적인 특별한 경우로서, 하전 입자는 전자일 수 있으며, 상기 빔 교정 장치는 전자를 검출하도록 구성된다. 본 발명에 따른 방법은 또한 상기 타겟 위치에서 상기 빔의 "왜곡"을 판정하는 데 사용될 수 있으며, 여기서 "왜곡"은 상기 빔의 영역(상기 빔을 구성하는 서로 다른 빔릿)에 걸쳐 초점 특성의 변화를 의미하며, 따라서 상기 타겟의 빔에 의해 생성된 이미지 필드의 이미징 결함의 존재 및 크기를 더 잘 감지하는 데 기여할 수 있다.
본 발명, 특히 본 발명에 따른 방법은 또한 특히 다음 전개 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이롭게도, 상기 평가 단계는 미리 선택된 함수를 측정된 전류 신호에 맞추는 단계, 신호 곡선의 중심 위치(위치의 함수로서 신호 강도를 나타내는)를 판정하는 최적의 피팅 파라미터를 얻는 단계를 포함할 수 있다.
다수의 실시예에서, 상기 빔을 편향시키고 스캔을 수행하는 단계는 상기 하전 입자 처리 장비의 빔 편향 장치(이 빔 편향 장치는 일반적으로 상기 타겟 평면의 상류에 위치함)를 사용하여 실현되고, 여기서 스캔을 수행하는 단계에서, 상기 빔은 미리 정의된 그리드의 위치에 따라 복수의 스캐닝 위치를 통해 상기 정합 구조를 가로질러 편향된다. 이 그리드는 바람직하게는 상기 타겟 평면의 단일 빔릿에 의해 생성된 빔릿 스폿의 공칭 크기보다 작거나(예를 들어, n은 정수, 또는 출원인의 US 10,651,010의 도 8C에 도시된 바와 같이 이중 중심 그리드 래스터의 경우 반정수인 1/2n 인자만큼) 이러한 빔릿 스폿의 공칭 크기와 동일한 그리드 피치(메시 폭)를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 그리드 피치는 또한 상기 빔릿 스폿 공칭 크기, 예를 들어 두 배 크기 또는 편리한 배수(예를 들어 n이 정수이거나, 또는 이중 중심 그리드 래스터의 경우 반정수인 인수 2n)보다 더 클 수 있다.
또한, 특히 스캔을 수행하는 단계의 경우, 스캔이 반복되어 바람직하게는 실질적으로 등가인 서브 그리드를 나타내는 다수의 상호 구별되는 서브세트로의 상기 그리드의 위치들의 미리 정해진(개념적) 분할에 기초하여, 스캔을 수행하는 단계의 각각의 인스턴스에서, 이러한 서브세트들 중 하나가 사용되는 상기 스캐닝 단계의 다수의 인스턴스를 갖도록 하는 것이 이로울 수 있으며; 이는 상기 빔이 각 서브세트(하나의 인스턴스에서)에 대응하는 스캐닝 위치를 통해서만 편향된다는 것을 의미하며; 상기 스캐닝 단계가 반복되는 경우, 스캔을 수행하는 단계의 후속 인스턴스들은 각각 다른 서브세트를 사용하여 서브세트의 수를 순환한다. 또한, 상기 스캔을 수행하는데 사용되는 상기 그리드는 메쉬 폭이 서로 다른 그리드 영역, 즉 그리드 피치가 서로 다른 적어도 두 개의 그리드 영역으로 구성될 수 있으며; 바람직하게는, 더 큰 그리드 피치를 갖는 상기 그리드 영역은 중심 상대 위치 판정의 품질에 대해 덜 중요한 영역에 정의된다.
본 발명의 교정 방법은 지정된 타겟 위치에서 제공된 기판에 대한 기록 공정 동안 또는 직전에 적합하게 수행될 수 있다. 이는 각 기록 프로세스의 향상된 정밀도를 보장하고 드리프트에 방해가 되는 개입을 방지할 수 있다.
본 발명의 교정 방법은 다중 컬럼 시스템으로서 구현된 하전 입자 광학 장비에 사용하기에 특히 이롭다. 이러한 시스템은 상기 타겟 평면에 위치하는 동일한 타겟에서 동시에 처리하도록 구성된 복수의 입자 광학 컬럼을 포함할 것이다. 이롭게는 복수의 빔 교정 장치가 상기 타겟의 측면 위치에 있고 바람직하게는 상기 타겟으로부터 분리된 타겟의 평면에 또는 상기 평면에 가깝게 세로로 위치되도록 제공될 수 있고; 다수의 입자 광학 컬럼(이 수는 바람직하게는 빔 교정 장치의 수에 해당함)에 속하는 각각의 빔 또는 상기 빔의 선택된 서브세트 각각에 대해, 상기 빔을 편향시키는 단계, 스캔을 수행하는 단계, 상기 빔에 의해 생성된 전류 측정단계의 상술한 방법 단계들은 상기 빔 교정 장치의 각각의 하나를 이용하여 수행될 것이다. 따라서, 다수의 빔 교정 장치를 사용하여 다수의 빔(입자 광학 컬럼)을 동시에 교정할 수 있다.
상기 방법의 추가 이로운 전개는 상기 빔의 서로 다른 다수의 빔 부분(이러한 부분 각각은 하나의 빔릿 또는 빔릿의 그룹으로 표시될 수 있고, 여기서 상기 빔 부분을 나타내는 빔릿의 그룹은 바람직하게는 동일한 배열에 따라 배열된다)을 이용하고, 후속하여 수행되는(바람직하지만 반드시 바로 직후에 수행될 필요는 없음) 대응하는 수의 교정에 사용되고; 그런 다음, (상기 수의 교정으로부터) 판정된 각각의 중심 상대 위치의 결과는 지정된 타겟 위치에서 상기 빔의 서로 다른 부분이 서로에 대해 어떻게 위치하는지 설명하는 왜곡 맵 또는 왜곡을 추론하는 데 사용된다. 이는 이미 언급한 바와 같이 타겟 위치에서 상기 빔의 "왜곡"을 판정하는 데 사용될 수 있다. 특히, 상기 서로 다른 빔 부분을 사용하여 후속적으로 수행되는 상기 교정의 수에 대해, 상기 빔 교정 장치의 각각의 미리 정해진 위치에 배열되는 복수의 정합 구조가 사용되며, 여기서 이롭게는 상기 정합 구조는 상기 정합 구조에 투영되는 상기 서로 다른 빔 부분의 위치와 실질적으로 정렬된다. 여기서 "실질적으로 정렬된"은 상기 교정 측정의 정확성을 손상시키지 않는 작은 편차가 허용된다는 의미이다.
본 발명의 추가 양태는 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔(특히 이러한 전자 빔을 사용하는 처리 장비의 전자 빔)을 교정하기 위한 빔 교정 장치에 관한 것이며, 이 장치는 특히 본 발명의 방법 중에 사용되는 장치로서, 여기서, 이 장치는 미리 정의된 유형의 하전 입자 빔(특히 전자 빔)을 사용하는 이러한 장비에 사용되도록 구성/의도되고, 상기 빔 교정 장치는 상기 특정 유형의 입자를 검출하도록 구성되며: 상기 빔이 그를 따라 빔 교정 타겟으로 조사되는 축 방향에 실질적으로 수직으로 배향되는, 적어도 하나의 정합 구조가 제공되는 정합 표면(registering surface); 및 상기 빔에 의해 조사될 때 출력 신호로서 상기 적어도 하나의 정합 구조에 도달하는 하전 입자(전형적으로 전자일 수 있음)의 양을 측정하도록 구성된 검출기(또한 여기서 "정합 구조에 도착하는 입자"는 이들 입자가 측정 신호에 기여하기 위해 각각의 정합 구조의 모양에 부딪치는 것을 의미함);를 포함한다. 상기 빔 교정 장치는 상기 출력 신호를 평가하기 위해 상기 빔 교정 타겟이 연결 가능한 교정 컨트롤러에 상기 출력 신호를 전송하도록 구성된다.
본 발명의 장치는 특히 다음 전개 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.
이롭게는, 상기 정합 표면은 적어도 하나의 정합 구조가 제공되는 멤브레인, 특히 자립형 멤브레인(free standing membrane)으로 구현될 수 있으며, 여기서 이러한 정합 구조는 상기 정합 표면에 충돌하는 하전 입자에 대해 투명하고 그렇지 않으면 상기 하전 입자에 대해 불투과성이다. 상기 검출기는 상기 정합 구조(들)의 하류에 위치하며 상기 정합 표면(registering surface)을 통과하는 하전 입자의 양을 측정하도록 구성된다.
또한, 상기 정합 표면에는 광축, 즉 상기 빔이 조사되는 축 방향을 따라 볼 때 서로 다른 형상을 가질 수 있거나 동일한 형상을 가질 수 있는 복수의 정합 구조가 적절하게 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 적어도 하나의 빔 교정 장치를 포함하는 하전 입자 처리 장비를 포함하고; 바람직하게는 상기 빔 교정 장치는 상기 처리 장비 내의 타겟의 평면에서 또는 상기 평면에 가깝게 종방향으로 위치되고, 바람직하게는 상기 처리 장비에 의해 처리될 타겟을 위해 의도된 위치로부터 측면 오프셋으로 위치되며; 특히, 하나 이상의 빔 교정 장치가 상기 타겟의 외부의 위치에 배치될 수 있다. 여기서 "가깝다"는 것은 상기 장치가 관련 평면과 작은 거리에 있을 수 있다는 것을 의미하며, 이는 교정 절차와 관련하여 이미징 특성에 큰 영향을 미치지 않으며 특히 상기 장비의 광학 구성 요소가, 상기 세로 방향으로 따라서 볼 때, 상기 장치와 상기 타겟 평면 사이에 있지 않음을 의미한다. 상기 하전 입자 처리 장비는 상기 빔 교정 장치가 연결될 수 있는 교정 컨트롤러를 더 포함할 수 있으며, 이러한 교정 컨트롤러는 상기 빔 교정 장치에 충돌하는 상기 빔의 상대 위치에 관한 위치 신호를 수신하고 출력 신호를 상기 상대 위치의 함수로 기록하고 그로부터 상기 빔의 최적 상대 위치를 판정하도록 적절하게 구성된다.
상기 하전 입자 광학 장비는 복수의 입자 광학 컬럼을 포함하는 다중 컬럼 시스템으로서 구현될 수도 있으며, 여기서 각 컬럼은 각각 상기 각 컬럼의 타겟의 평면에서 또는 상기 평면에 가깝게 세로로 위치되고 바람직하게는 상기 각 컬럼의 타겟 위치로부터 측면 오프셋으로(상기 다중 컬럼 시스템의 상기 타겟 옆에 측면으로) 위치된 본 발명에 따른 각각의 빔 교정 장치를 포함하고, 상기 다중 컬럼 시스템은 바람직하게는 상기 빔 교정 장치에 연결되고, 상기 입자 광학 컬럼의 하전 입자 빔을 교정하고, 이롭게는 상기 각각의 빔 교정 장치에 의해 제공되는 각각의 출력 신호 및 각각의 대응하는 빔 교정 장치에 충돌하는 각각의 빔의 상대 위치에 관한 각각의 위치 신호를 사용하기 위해 제공되는, 교정 컨트롤러를 포함한다. 다중 빔 교정 장치를 갖는 이러한 시스템에서, 모든 빔 교정 장치는 고정된 배열로 배열될 수 있거나, 그것들 각각은 단일 컬럼의 배열에 따라 상기 빔 교정 장치 사이의 오정렬을 교정할 수 있도록 각각의 이동 가능한 스테이지에 장착될 수 있다. 상기 복수의 빔 교정 장치는 바람직하게는 상기 타겟의 평면에서 또는 상기 평면에 가깝게 세로 방향으로 위치될 수 있을 뿐만 아니라 상기 타겟의 측면 위치에도, 그리고, 가능하고 이롭게는 타겟으로부터 분리된 위치에도 위치될 수 있다. 더욱이, 상기 복수의 입자 광학 컬럼은 바람직하게는 상기 동일한 타겟에서 동시에 처리하도록 구성될 수 있으며, 이 경우 상기 복수의 빔 교정 장치 각각은 상기 복수의 입자 광학 컬럼 중 각각의 하나 또는 입자 광학 컬럼의 서로 다른 여러 그룹 중 각각의 컬럼과 적절하게 연관될 수 있거나, 이러한 컬럼 중 각각 연관된 컬럼(또는 각각 연관된 그룹의 컬럼 중 하나)에 대한 교정을 수행하는 데 사용된다.
하기에서는, 본 발명을 추가로 설명하기 위해, 도면에 도시된 바와 같이 예시적이고 비제한적인 실시예가 논의된다:
도 1은 하전 입자 다중빔 시스템의 종단면도이다.
도 2는 종단면의 최신 패턴 정의 시스템이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 BCT의 레이아웃, 즉 도 3A에서는 종단면도, 도 3B에서는 평면도를 도시한다.
도 4는 스캔 동안 BCT에 투영된 빔 이미지를 갖는 도 3의 BCT의 평면도를 도시한다.
도 5는 정합 구조의 적합한 모양, 특히 십자 모양(도 5A), L자 모양(도 5B), 직사각형 또는 정사각형(도 5C) 및 상자 모양(도 5D)의 몇 가지 예를 보여준다.
도 6은 슬릿형 정합 구조로 생성된 1차원 신호의 예를 도시한다.
도 7은 십자형 정합 구조 및 점형 빔으로 생성된 신호 프로파일을 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 십자형 정합 구조와 2개의 서로 다른 크기의 십자형 빔으로 생성된 신호 프로파일을 예시한다.
도 9는 에이징으로 인해 재료가 구조의 내부 세로 방향 에지에 증착된 정합 구조를 평면도로 도시한 도면이다.
도 10은 교정 스캔 중에 사용되는 그리드 포인트의 조밀한 그리드를 나타낸다.
도 11은 연동 그리드에서 2개의 빔 스폿이 겹치는 것을 보여준다.
도 12a 및 12b는 "얇아진(thinned-out)" 그리드 영역을 포함하는 그리드의 1차원 및 2차원 예를 도시한다.
도 13은 BCT와 타겟에 대한 교정 절차의 편향 벡터를 보여준다.
도 14a는 정합 구조의 어레이를 갖는 BCT의 예시적인 레이아웃(평면도)을 도시한다.
도 14b는 도 14a의 BCT에 대응하는 빔의 빔 단면을 도시한다.
도 15a 및 도 15b는 BCT를 포함하는 다중 컬럼 기록기 도구를 도시하며, 도 15a는 기록기 도구의 개략적 종단면을 도시하고, 도 15b는 도 15a의 기록기 도구의 BCT의 상세도를 도시한다.
도 16은 각 BCT가 공통 프레임 내의 이동 가능한 스테이지에 장착된 다중 BCT 배열의 상세도를 보여준다.
아래에 주어진 본 발명의 예시적인 실시예에 대한 상세한 논의는 본 발명의 기본 아이디어, 구현 및 추가적인 유리한 전개를 개시한다. 당업자라면 본 발명의 특정 적용에 적합한 것으로 간주되는 본 명세서에 논의된 실시예의 다수 또는 전부를 자유롭게 결합할 수 있음이 명백할 것이다. 본 명세서 전반에 걸쳐, "이로운", "예시적인", "전형적인", "바람직하게는" 또는 "바람직한"과 같은 용어는 본 발명 또는 그 실시예에 특히 적합한 (그러나 필수적이지는 않은) 엘리먼트 또는 디멘션을 나타내며, 명시적으로 요구되는 경우를 제외하고는 당업자가 적절하다고 판단하는 경우 어디에서나 수정될 수 있다. 본 발명은 설명의 목적으로 주어지고 단지 본 발명의 적합한 구현을 제시하는, 하기에 논의되는 예시적인 실시예에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 본 개시 내에서, "상부" 또는 "아래"와 같은 수직 방향과 관련된 용어는 전자기 렌즈를 가로지르는 입자-빔의 방향과 관련하여 이해되어야 하며, 이는 중심 축(또는 종축)을 따라 아래쪽으로("수직으로") 진행되는 것으로 생각된다. 이 종축은 일반적으로 X 및 Y 방향이 횡단인 Z 방향으로 식별된다.
전자(electron) 광학 시스템
본 발명의 이로운 실시예에서, 빔 교정 방법은 특히 원하는 타겟 위치에서 장비에 로딩된 마스크 기판 상에 빔을 적절하게 위치시키는 데 사용될 수 있는 기준 포인트에 대해 이미지 평면 상에 형상화된 하전 입자(전자) 빔의 횡단 위치설정을 교정하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 다중빔 기록기 도구에 적용된다. 이 방법은 바람직하게는 다음 장치 구성요소를 사용한다:
· 패턴 정의 장치(4)를 사용하여 빔 또는 빔의 조합을 정의할 수 있는 기록기 도구의 전자(electron) 광학 시스템(5);
· 전자 광학 시스템의 타겟 평면에 배치되고 전자 전류 측정 장치를 포함하며, 빔이 빔 교정 타겟(BCT) 상의 구조를 조사하는 범위까지 그의 강도가 설명되는 출력 신호 s1을 생성하도록 구성된 빔 교정 타겟(19)(BCT);
· 타겟 평면을 가로질러 전자 빔 그룹을 편향시킬 수 있고 일반적으로 빔 경로에 대해 타겟 평면 바로 앞에(즉, 마지막 입자 광학 구성 요소로서) 배치되는 기록기 도구의 전자 광학 편향 장치(12c).
언급된 구성 요소는 기록 장비(1)의 컨트롤러(56)에 의해 제어된다. 본 발명에 따른 빔 교정 프로세스는 편향 장치를 제어하는 편향 신호에서 분기된 신호(도 1에서 물결선으로 표시)와 같은 빔이 타겟 평면에 충돌할 때 빔의 상대 위치를 지정하는 신호 s2와 BCT(19)에 의해 생성된 신호 s1를 사용한다. 적절하게는, 빔 교정은 컨트롤러(56)의 프로그램 모듈 또는 컨트롤러(56)와 협력하고 바람직하게는 기록 장치(1)의 하우징(2) 내에 위치할 수 있는 특정 교정 컨트롤러(59)에서 수행될 것이다.
빔 교정 타겟(BCT)
BCT는 BCT 상단 표면의 미리 정의된 공칭 위치와 빔의 일치(coincidence)를 등록하는 역할을 한다. BCT는 기판(16)(또는 다른 타겟) 및/또는 타겟 스테이지(14)를 유지하는 마스크 척(15)에 장착된 구성요소로서 구현될 것이다. 이는 BCT가 기판(16) 위치의 측면에 배치되는 것을 허용한다. 종방향에 대해 BCT는 그 상단 표면이 전자 광학 시스템의 타겟 평면에 위치하도록 배열된다. BCT 상단 표면은 아래에 설명된 바와 같이 인입 빔을 향해 배향된 정합 표면(registering surface)을 적절하게 포함할 것이다.
BCT의 하나의 적합한 실시예가 도 3에 예시되어 있다. BCT(140)는 정합 표면, 예를 들어 구조화된 상부 멤브레인(144)을 포함하며, 이는 다수의 정합 구조(registering structure)(멤브레인(144)에 형성된 어퍼처(143), 또는 특정 2차원 레이아웃으로 배열된 복수의 이러한 어퍼처와 같은)뿐만 아니라 정합 표면(또는 멤브레인) 아래에 배치된 전자 전류 측정 장치(145)를 가진다.
각각의 정합 구조는 바람직하게는 BCT(19)의 표면에 형성된 리세스 및/또는 구멍, 예를 들어 BCT의 상부 멤브레인의 어퍼처로서 구현된다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예에서, 정합 구조는 전자의 통과를 허용하는 어퍼처(143)인 반면, 멤브레인(144)의 다른 영역은 인입 전자를 (흡수 및/또는 반사함으로써) 차단할 것이다. 다른 실시예에서, 정합 구조는 성형된 리세스로서 형성될 수 있으며, 이에 따라 리세스 내의 멤브레인을 에너지 전자가 침투할 수 있는 두께로 얇게 만드는 반면, 멤브레인의 다른 영역은 상당히 더 두꺼운 두께(바람직하게는 아래 논의된 것과 같은 추가적인 피복층)를 가져서, 전자가 후자 영역의 멤브레인을 통과할 수 없도록 한다. BCT 표면에서 평면도로 본 바와 같은 정합 구조의 모양은 좁은 직사각형(즉, 슬릿), L자형(도 5b), 직사각형 또는 정사각형(도 5c), 상자 모양(도 5d) 또는 십자 모양(도 5a, 3b)과 같은 임의의 적합한 모양일 수 있다.
교정 절차
본 발명의 예시적인 실시예에서, 도 13을 참조하면, 측면 위치 교정의 바람직한 프로세스는 다음 단계를 포함한다:
·특정 빔 패턴(아래에 추가로 설명됨)에 따라, PD 장치를 사용하여 하전 입자 다중 빔 기록기 도구 내에서 단일 빔릿 또는 다중 빔릿으로 구현된 전자 빔을 생성하여 상기 빔릿(들)을 정의하는 단계;
·BCT(70) 및 바람직하게는 BCT의 특정 정합 구조(71)(아래에서 추가로 논의됨)를 향한 적절한 "초기 편향" 에 의해 전자 빔을 편향시키는 단계로서, 여기서 "초기 편향"은 (이전에 측정되거나 계산된) 타겟(72) 상의 미리 정의된 타겟 기준 위치(73)("지정된 타겟 위치")에 대한 BCT의 상대 위치에 대응하고; 이러한 편향은 바람직하게는 기록기 도구의 편향 장치, 일반적으로 도 1의 다중 빔 시스템의 편향 장치(12c)와 같은 다극 편향기에 의해 달성되며, 추가적으로 기판 스테이지(14)에 의해 생성된 움직임은 특히 초기 편향이 큰 경우에 포함되는 상기 편향시키는 단계;
·전자 빔(75)이 특정 정합 구조(들)(71)에 가까운 범위 내에서 BCT(70)를 조명하도록 허용하는 단계;
·정합 구조를 가로지르는 위치의 그리드에 따라 빔을 편향시키기 위해 언급된 편향 장치를 사용하여 스캔을 수행하는 단계로서, 여기서 스캔은 스캔이 정합 구조를 커버하는 것을 보장할 만큼 충분히 큰 영역에 걸쳐 적절하게 수행되고, 바람직하게는 스캔은 미리 정의된 그리드에 따라 개별 스캐닝 그리드 위치 세트를 사용하여 이루어지는 상기 스캔을 수행하는 단계(적절한 그리드에 대한 설명은 아래 참조).
·전자 전류 측정 장치를 사용하여 BCT 정합 구조를 통과할 수 있는 전자 전류를 측정하고, 측정된 전류 신호 s1이 스캔의 그리드 포인트 위치의 함수로서 정합 구조 및 전자 빔의 컨볼루션에 해당하는 곡선을 형성한다는 사실을 이용하는 단계(도 6 내지 도 8b 참조),
·신호 곡선 s1의 중심 위치(도 6의 xC)를 판정하기 위해 측정된 전류 신호에 적절한 함수를 피팅하는 단계;
·이렇게 판정된 중심 위치로부터, 그런 다음 정합 구조에 대해 전자빔을 재배치(또는 중심에 두기)하는데 필요한 편향 보정을 하는 데 사용될 수 있는, BCT의 원하는 (명목상) 위치로부터 전자 빔(75)의 편차 (이 편차는 "중심 상대 위치"라고도 함)를 판정하는 단계;
·언급된 편향 장치를 사용하여 BCT에서 지정된 목표 위치(73)로 적절한 역 편향(74)에 의해 전자 빔을 다시 편향시키는 단계로서, 여기서 역 편향(74)은 기본 역 편향 ("초기 편향"의 역수에 해당) 및 이전 단계에서 판정된 편향 보정 을 포함하는 상기 단계.
따라서, 전자빔은 타겟 위치에 제공된 기판 상의 후속 기록 프로세스에 필요한 특정 타겟 위치의 타겟(72) 상에 전자빔을 정확하게 배치하기 위해 필요에 따라 재배치된다.
교정 프로세스는 마스크 스테이지 위치뿐만 아니라 편향 장치(예를 들어 후자의 공급 전압을 제어함으로써)를 제어하는 교정 컨트롤러(59)에 의해 제어된다. 이는 전형적으로 타겟 스테이지의 위치결정 정확도가 광편향 엘리먼트의 정확도보다 열등하고 종종 훨씬 더 나쁘다는 본 발명자의 관찰에 비추어 유리하다. 따라서 전자 빔이 BCT에 도달할 수 있도록 스테이지가 대략 이동되고 편향 장치는 타겟에서 빔 위치를 미세하게 위치 지정하고 기록 프로세스 중에 필요에 따라 스캐닝 단계를 수행하는 데 사용되도록 한다. 원하는 공간 편향을 수행하기 위해, 방법은 편향 장치에 공급되는 필수 전압을 나타내는 감도 매트릭스를 사용하는 단계도 포함할 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 더 자세히 논의하겠다.
교정 컨트롤러(59)는 컨트롤러(56)의 프로그램 모듈로서 구현될 수도 있고, 컨트롤러(56)와 협력하고 바람직하게는 기록 장치(1)의 하우징(2) 내에 위치할 수 있는 특정 컨트롤러 장치로서 구현될 수도 있다. 본 발명에 따른 빔 교정 프로세스에 대해, 교정 컨트롤러(59)는 BCT(19)에 의해 생성된 신호 s1과 빔이 타겟 평면에 충돌할 때 빔의 상대 위치를 지정하는 신호 s2(도 1에서 물결선으로 표시되고, 일반적으로 이 신호(s2)는 편향 장치(12c)의 제어 신호이거나 편향 장치 제어 신호로부터 분기된 신호일 수 있음)를 사용한다.
BCT 정합 구조의 패턴
본 발명의 예시적인 실시예에서, PD 장치에 형성된 바와 같이 단일 빔릿에 의해 정의된 빔에 대해 스캔이 수행된다. 빔은 본 발명에 따른 측면 위치 교정을 수행하기 위해 기록기 도구의 전자 광학 시스템을 횡단한다. 단일 빔릿의 크기가 BCT의 정합 구조의 일반적인 크기에 비해 작다면 결과적으로 측정된 전류 신호 스캔은 일반적으로 구조 자체의 형태처럼 보이는 맵을 생성할 것이라는 점을 이해해야 한다(특정 형상을 갖는 점형 함수의 컨볼루션이 매우 동일한 형상으로 단순화되기 때문). 정합 구조의 형상이 십자형인 예시적인 경우(도 3b), 횡단 좌표 x 및 y의 함수로서 측정된 전류 패턴은 빔의 횡단 크기가 십자가의 피처 크기에 비해 무시할 수 있을 정도로 작은 경우 도 7에 도시된 바와 같은 이러한 형상을 재생할 것이다.
패턴 정의 장치에 의해 형성된 일반적인 전자 빔릿의 0이 아닌(유한한) 크기로 인해, 전류 측정에서 BCT 패턴의 경계에 트랜지션 영역이 있게 되는데(도 6에 예사된 바와 같이), 이는 슬릿 형상의 연장 방향(1차원 신호)에 수직으로 횡단할 때 단순한 슬릿 형상 구조에 의해 산출된 강도를 보여준다. 패턴 정의 장치에 의해 형성된 실제 전자 빔릿은 0이 아닌 흐림을 갖기 때문에 결과 신호는 추가로 모서리를 흐리게 한다(도 6에 표시된 선형 측면이 아닌).
교정을 위해 단일 빔릿을 사용하면 현재 측정에서 신호 대 잡음비가 낮다는 단점이 발생할 수 있다. 이는 아래에서 자세히 설명하는 것처럼 전류 측정 방법에 따라 크게 달라진다. 여러 개의 빔릿으로 구성된 빔을 사용하면 이 문제를 완화할 수 있다. 더욱이, 교정을 수행하기 위해 다중 빔릿이 사용될 때, 이는 빔이 적합한 패턴 구조를 가질 수 있다는 추가적인 이점을 제공한다.
도 3a는 하나의 어퍼처(144)에서 BCT(140)의 종단면 상세도를 도시하고, 도 3b는 BCT 어퍼처의 평면도를 도시한다. 또한, 도 4는 다수의 빔릿으로 구성된 성형된 빔(142)을 사용하는 스캔을 예시하며, 여기서 빔(보다 정확하게는 도면에서 어두운 음영의 십자로 표시된 빔의 이미지)이 화살표로 표시된 방향을 따라서 정합 구조(143)를 가로질러 스캔한다. 정합 구조에 대한 빔의 위치에 따라 빔릿 중 일부만이 멤브레인(144)을 통해 전류 측정 장치(145)를 향해 전송된다. 십자형으로 배열되고 BCT 멤브레인에 또한 십자 형태의 어퍼처가 있는, 예시적인 빔릿 패턴의 경우, 측정된 2차원 전류 패턴은 일반적으로 도 8a 및 8b에 도시된 것과 같을 것이다. 도 8a는 십자형 전자빔 패턴이 BCT 패턴과 정확히 동일한 크기를 갖는 반면, 도 8b에서는 십자형 전자빔 패턴이 더 작은 예를 도시한다. 도면에서 볼 수 있듯이, 도 8a 및 8b의 전류 패턴은 어퍼처 가장자리에서 빔릿 그룹의 부분 전송으로 인해 생성되는 상당한 트랜지션 영역을 포함한다. 교정 결과에는 빔릿의 평균 편향이 포함된다.
일반적으로 빔릿의 패턴이 어퍼처(또는 더 일반적으로는 정합 구조)의 형상과 유사할 필요는 없다.
하전입자 전류 측정
BCT는 또한 BCT 정합 구조를 통해 전송되는 전자 전류를 정확하게 측정하기 위한 장치를 포함한다. 바람직하게는 이 측정 장치는 높은 정밀도와 큰 신호 대 잡음비를 가져야 한다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 측정 장치는 정합 구조를 포함하는 멤브레인의 하류에 위치한 패러데이 컵일 수 있다. 다른 실시예에서는 채널트론(channelltron)이나 반도체 검출기와 같은 다른 적절한 유형의 장치가 사용될 수 있다.
BCT를 위한 재료 선택
BCT 재료 선택은 성능에 영향을 미칠 수 있다. BCT 기능의 최우선 순위는 정합 구조와 다른 영역의 전자에 대한 불투명도이며, 이는 재료의 적절한 두께를 선택하여 최적화할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 벌크 재료는 티타늄과 같은 금속으로 코팅된 실리콘일 수 있다. 실리콘은 가공성이 뛰어나다는 이점이 있어(가공 산업의 가장 중요한 경험 활용) 정합 구조 생성을 강력하게 촉진한다. 코팅, 예를 들어 티타늄 코팅은 실리콘을 산화로부터 보호하는 데 유리하다. 또한, 전기 전도성 코팅은 전자 노출 중에 BCT 표면이 충전되는 것을 방지하는 데 도움이 된다. 더욱이, 코팅이 진공 적합하다는 것이 유리하다. 당업자는 재료의 선택이 기록기 도구의 다른 부분에 영향을 미칠 수 있는 BCT 표면에서 생성된 전자의 후방 산란에 영향을 미친다는 것을 이해할 것이다.
에이징-정합 구조에 재료 증착
잔류 가스와의 전자 상호 작용 및 기타 효과로 인해 재료(예를 들어, 탄소 화합물)가 정합 구조 내부 또는 경계에 증착될 수 있으며, 이를 에이징이라고도 한다. 특히, 오목한 부분이나 개구부가 닫힐 수 있다. 일반적으로 이러한 에이징은 빔릿의 노출 위치 지정으로 인해 정합 구조의 가장자리를 따라 불균일할 수 있다. 에이징의 예가 도 9에 도시되어 있으며, 이는 슬릿형 정합 구조(60)를 위에서 도시하고 있으며, 여기서 불규칙한 형상(61)의 재료는 안쪽 세로 가장자리에 증착되어 있다. 이러한 에이징은 전류 측정을 방해하고 결과적으로 측정이 신뢰할 수 없게 될 때까지 "에이징된" 정합 구조를 사용하여 판정된 중심 위치를 방해한다. 특정 방식으로 교정 스캔 그리드 위치를 선택하면 에이징이 줄어들고 균질화되어 하기의 섹션에서 논의되는 것처럼 문제를 줄이거나 배제할 수 있다.
교정 스캔 전략
교정 스캔 중에 사용되는 그리드 위치의 선택은 위에서 언급한 에이징 효과뿐만 아니라 교정 성능에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 한편으로는 그리드 포인트 수가 많을수록 더 정밀한 데이터를 피팅할 수 있어 피팅 품질이 향상되지만, 다른 한편으로는 스캔 시간이 더 오래 걸린다. 에이징 효과는 정합 구조의 가장자리를 따라 빔릿의 배치에 따라 달라진다. 한 가지 가능한 개선은 도 10에 도시된 것처럼 조밀한 그리드를 정의하여 모든 스캔 지점에 걸쳐 증착된 전자 빔 선량이 균일하도록 하는 것이다. 도 10에서 각 사각형은 스캔 중에 빔에 의해 생성된 하나의 빔 스폿에 해당하며, 전체 영역은 도 10에 도시된 것처럼 그리드의 빔 스폿("조밀한 그리드")으로 완전히 커버된다.
각 교정 프로세스 동안 사용되는 그리드 포인트의 총 개수를 줄이기 위해 그리드의 서브 그리드만을 사용할 수 있으며, 교정 프로세스를 여러 번 수행하는 경우에는 동일한 그리드의 서로 다른 서브 그리드를 사용하게 된다. 이는 여러 교정에 걸쳐 그리드를 "확산"하는 것이라고도 한다. 예를 들어, 여전히 도 10을 참조하면, 교정 프로세스의 한 루프에서는 "1"로 번호가 매겨진 빔 스폿만이 사용되고, 교정의 다음 루프에서는 "2"로 번호가 붙은 빔 스폿이 사용되고, 제3 루프에서는 "3"으로 번호가 매겨진 빔 스폿을 사용하고, 그런 다음 "1"이 다시 사용된다. 따라서 전체 조밀한 그리드는 후속하는 다중 교정(이 예에서는 세 가지 교정)의 세트에 의해 사용된다. 이를 통해 교정 프로세스의 개별 인스턴스 중에 사용되는 그리드 포인트 수를 줄여 스캔에 사용되는 시간과 계산의 복잡성을 줄일 수 있다.
중첩 빔 스폿, 연동(interlocking) 그리드
본 발명의 또 다른 적합한 전개에서, 그리고 위에서 언급한 조밀한 그리드에 추가하여, 예를 들어 소위 "연동 그리드"와 관련하여 중첩 빔 스폿을 사용하여 에이징을 추가로 방지하는 것이 가능하다. 여기서, 연동 그리드는 그리드 간격(타겟의 빔릿 스폿의 공칭 크기에 해당)의 일부인 상호 오프셋에 의해 인터레이스되어 위치하는 다중 그리드이며, 이는 빔릿 스폿을 허용함으로써 서브 픽셀을 생성해(예를 들어 타겟에서 한 픽셀의 25 또는 50%만큼) 중첩할 수 있게 하여, 빔릿에 의해 생성된 패턴 래스터에 서브 픽셀을 생성할 수 있다. 연동 그리드는 출원인의 US 7,276,714 및 US 9,053,906에 더 자세히 설명되어 있다. 중첩 빔 스폿의 간단한 예가 도 11에 도시되어 있으며, 여기서 제1 빔릿에 의해 형성된 픽셀(70)은 다른 픽셀(71)과 중첩되고, 중첩 영역은 서브 픽셀(77)을 형성하며, 여기에 두 픽셀(70 및 71)로부터의 결합된 도즈가 증착된다. 연동 그리드는 여러 교정에 걸쳐 "확산"될 수도 있다. 이는 빔릿의 국지적 불균질성이 상당한 정도로 평균화되기 때문에 정합 구조의 가장자리에 적용되는 전자 빔 선량을 더욱 균질화하는 이점이 있다.
스캔 그리드가 얇아짐
주로 균질화 에이징에 초점을 맞춘 상술한 스캔 전략에 사용된 스캔 그리드에는, 에이징에 영향을 주지 않고 후속 피팅 품질에 대해 덜 중요하거나 심지어 중요하지 않은 영역들이 그리드에 있다. 이러한 영역들은 줄어든 수의 그리드 포인트를 사용하여 스캔할 수 있고; 따라서 이러한 영역은 그리드가 "얇아지는" 그리드 영역으로 덮여 있다. 즉, 그리드 피치(중심 상대 위치를 판정하기 위한 피팅에 대해 덜 중요한 영역에 해당하는 그리드 영역에서)가 양질의 피팅을 달성하는 데 (더) 중요한(즉, 일반적으로, 중심 상대 위치의 판정에 더 중요한) 영역에 대응하는 그리드 영역에서보다 더 크다.
도 12a 및 12b는 "얇아진" 스캔 그리드의 예를 도시한다. 도 12a는 빔 패턴이 빔 패턴보다 큰 정합 구조를 조명하는 선형 스캔의 예를 보여준다. 이 경우, 전체 빔이 구조물을 통과하는 스캔의 중심 영역(121)이 있고, 이 영역(121)의 그리드 포인트는 에이징에 무시할 만한 영향을 미친다. 따라서 영역(121)에 속하는 그리드 포인트는 피팅 품질에 거의 중요하지 않다. 스캔에 필요한 시간을 줄이기 위해, 이러한 영역의 그리드 포인트를 얇게 만들 수 있다. 이러한 얇아짐은 도 12a에 도시되어 있으며, 여기서 1차원 스캔 예의 그리드 포인트는 예상되는 안정적인 범위 내에 위치하는 그리드 영역(122)에서 얇아진다. 도 12b는 정사각형 모양의 정합 구조에 대한 2차원 예를 도시한다. 이 예에서는 신호 변화가 발생할 위치들과 일치할 것으로 예상되는 링 모양의 영역(123)만 작은 그리드 피치의 그리드를 사용하여 구현되는 반면, 도 12b에 도시된 경우에서 영역(123)의 내부와 외부에 있는 다른 영역(124, 125)은 각각 "얇아졌다".
편향 장치
편향 장치는 스캔을 위한 정밀한 편향을 수행하는 데 사용된다. 편향 장치는 예를 들어 정전기 다극 전극 시스템이며, 개별 전극에 전위를 인가함으로써 편향을 구현할 수 있다. 가장 단순한 형태의 편향 엘리먼트는 플레이트 커패시터이다. 2개의 수직 방향으로 편향시키기 위해 이중 플레이트 커패시터를 구현할 수 있다. 이롭게는, 편향 장치는 적절한 수의 전극을 갖는 다극 시스템이다. 편향 엘리먼트의 편향 감도, 즉, 빔릿의 특정 횡단 편향을 수행하기 위해 어떤 전압(V 1 , V 2 )이 필요한지를 측정하기 위해 예비 교정 절차가 사용될 수 있으며, 여기서 횡단 편향은 벡터(dx, dy)로 설명된다. 편향 감도는 다음 수식으로 표시되는 감도 행렬 sij로 표현될 수 있다.
이 감도 행렬의 구성 요소는 언급된 예비 교정 절차를 통해 측정할 수 있다. 감도 행렬을 사용하면 도 13의 또는 와 같은 미리 정의된 편향을 제어하는 데 적합한 접근 방식이 가능하다.
피팅 절차
피팅 절차는 본 발명에 따른 교정 프로세스의 한 단계이며, 빔 중심의 예상 위치와 측정된 바와 같이 위치된 실제 빔 중심 사이의 오프셋 벡터 (도 13 참조)와 같은 잠재적인 공간 횡단 오프셋을 판정하는 역할을 한다. 명확하게, 피팅에 사용되는 함수는 복잡한 측정 전자 전류 패턴의 일반적인 형태를 충분한 정확도로 설명할 수 있도록 적절하게 선택된다. 적절하게는 피팅 절차에는 2개의 횡단 좌표 x 및 y의 오프셋으로 설명되는 변환이 포함된다. 피팅된 오프셋의 정확도는 피팅 함수의 품질, 그리드 포인트(수 및 배치), 측정된 전류 신호의 잠재적인 노이즈에 따라 판정된다. 판정된 0이 아닌 오프셋은 광학 시스템의 편향 보정을 나타낸다(예를 들어, 시간 경과에 따른 드리프트로 인해 발생). 따라서 오프셋을 측정하면 전체 전자빔을 중심 위치로 다시 교정하는 데 사용할 수 있다. 도 6의 1차원 예에 사용될 수 있는 피팅 함수의 한 예는 조각별 정의로 구현된 사다리꼴 함수이다:
기본 레벨 B, 길이 l, 안정(plateau) 레벨 A, 길이 p 및 중심 x0이 있다. 또 다른 예는 상승 측면(raising flank)에 대한 제1 S자형(sigmoid) 함수 및 하강 측면(falling flank)에 대한 제2 S자형 함수와 같은 적합한 함수를 함께 연결하여 모델링할 수 있는 만곡 측면을 갖는 피팅 함수이다. 2차원 피팅 이상을 위한 적합한 피팅 함수는 적합한 1차원 함수를 함께 연결함으로써 당업자에 의해 쉽게 제공될 수 있다.
빔릿의 왜곡 측정
도 14a 및 14b를 참조하여, 이미지 필드의 서로 다른 빔릿 섹션을 사용하여 왜곡 측정, 즉, 전체 이미지 필드의 빔릿의 서로 다른 세그먼트가 서로에 대해 또는 이상적인 위치에 대해 어떻게 배치되는지가 수행될 수 있다. 이를 위해 바람직하게는 다중 정합 구조가 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 14a에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 동일한 형상을 가질 수 있지만 또한 다른 형상을 가질 수도 있는 6×6 정합 구조(81)의 어레이를 갖는 복합 BCT가 적절한 형상을 갖고, 특히 바람직하게는 서브 빔의 대응하는 어레이로 구성될 수 있는 도 14b에 도시된 바와 같은 빔(80)과 함께 사용된다.
다중 컬럼 시스템
도 15a 및 15b는 다중 컬럼 기록기 도구(100)를 예시한다. 기록기 도구는 전자 또는 이온(예를 들어, 양전하 이온)일 수 있는 다수의 하전 입자 빔을 사용한다. 다중 컬럼 기록기 도구(100)의 개략적 종단면도를 도시하는 도 15a에서 볼 수 있는 바와 같이, 기록기 도구(100)는 다중 컬럼 하전 입자 광학기기용 진공 하우징(48), 다중 컬럼 하전 입자 광학기기가 장착되는 베이스(47)를 포함한다. 베이스 상단에는, 타겟(45), 바람직하게는 리소그래픽용 마스크 또는 직접 기록기 도구의 실리콘 웨이퍼가 적합한 핸들링 시스템을 사용하여 장착되는 레이저 간섭계 제어 공기 베어링 진공 스테이지와 같은 X-Y 스테이지가 있다. 그런 다음 예를 들어 레지스트층을 포함하는 타겟은 기록기의 상기 하전 입자 빔에 노출될 수 있다. 다중 컬럼 기록기 도구(100)는 바람직하게는 각각의 컬럼 또는 컬럼의 서브세트 각각에 대해 본 발명의 실시예에 따른 BCT(90)의 각 인스턴스를 더 포함한다. 각각의 BCT(90)(도 15b에서 빗금친 사각형으로 상징적으로 도시됨)는 타겟(45) 옆의 스테이지(46)에 배치될 수 있다.
이 실시예의 다중 컬럼 광학기기는 복수의 서브 컬럼(400)을 포함한다(도시된 컬럼의 수는 더 나은 명확성을 위해 도면에서 감소되었으며, 실제 구현에서 다중 컬럼 장비에 존재하는 훨씬 더 많은 수의 컬럼을 나타낸다). 바람직하게는, 서브 컬럼은 동일한 설정을 가지며, 상호 평행한 축(c5)과 나란히 설치된다. 각각의 서브 컬럼은, 복수의 어퍼처를 투과하는 서브 빔의 형상("빔릿")을 정의하는 복수의 어퍼처를 통해서만 빔이 통과하도록 적응된 패턴 정의 시스템(413)에 넓은 텔레센트릭 하전 입자 빔을 전달하는 하전 입자 소스(411), 및 바람직하게는 정전기 및/또는 자기 렌즈를 포함하는 다수의 연속적인 하전 입자 렌즈, 및 가능하게는 다른 입자 광학 장치로 구성된 전형적으로 확대를 축소하고 추가로 에너지를 공급하는 하전 입자 투영 광학기기(44)를 포함하는 조명 시스템(412)을 가진다. 도 15의 실시예에서, 투영 광학기기는 예를 들어 정전 침지 렌즈와 같은 제1 하전 입자 렌즈(44a)를 포함하는 반면, 제1 렌즈의 하류에 위치한 제2 렌즈(44b)는 하전 입자 전자기 렌즈를 사용하여 구현될 수 있다.
도 15b는 다수의 BCT 장치(90)가 타겟 옆의 스테이지에 위치하는 다중 컬럼 기록기 도구(40)의 하부 부분을 상세한 평면도로 도시한다. 각 BCT는 타겟의 평면 또는 그에 가까운 세로 방향으로 배치된다. 입자 광학 컬럼의 하전 입자 빔의 교정 절차를 수행하고 제어하는 공통 교정 컨트롤러(도시되지 않음, 도 1의 컨트롤러(59) 참조)가 제공된다. 특히, 각 컬럼에 대해 BCT가 있고 컬럼의 측면 위치에 대응하여 BCT 장치가 배열된 경우, 교정 절차는 모든 컬럼에 대해 동시에 수행될 수 있고; 또는 각 컬럼에 대해 BCT가 없는 경우 컬럼의 적절한 서브 세트를 동시에 교정하고 다른 컬럼은 후속 단계에서 교정할 수 있다. BCT(90)를 향한 각각의 컬럼의 빔(들)의 초기 편향뿐만 아니라 기판 상의 노광 영역으로 역방향 편향을 수행하기 위해, 타겟 스테이지(46)는 예를 들어, 타겟 위치와 각 BCT(90)의 위치 사이에서 빔의 적절한 전체 편향을 생성하기 위해 예를 들어, 각 컬럼의 최종 렌즈(44b)의 다중 디플렉터 구성요소와 협력한다.
BCT 장치(90)의 그리드와 다중 컬럼 시스템의 컬럼의 그리드는 빔을 가로지르는 평면에서 완벽하게 정렬되지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 예시적인 다중 컬럼 실시예에서, 다중 BCT 장치는 각각 이동 가능한 스테이지(91)에 장착되어 BCT 배치가 컬럼의 그리드 배열과 매칭하도록 수정될 수 있다. 도 16은 (더 많은 수의 BCT 장치 중에서) 3개의 BCT(90)를 도시하는 이러한 종류의 다중 컬럼 실시예의 상세도를 도시한다. BCT(90) 각각은 BCT 장치의 공통 프레임(94)에 연결된 압전 엘리먼트(93)의 도움으로 각 BCT가 빔을 가로지르는 평면에서 조정될 수 있도록 보장하는 이동 가능한 스테이지(91) 상의 하나의 정합 구조(92)를 포함한다.

Claims (19)

  1. 하전 입자 처리 장비의 타겟 평면에 대한 하전 입자 빔의 위치 결정과 관련하여 상기 하전 입자 처리 장비에서 상기 하전 입자 빔을 교정하는 방법으로서,
    빔 교정 장치에 충돌하고 상기 장치의 표면에 제공된 적어도 하나의 정합 구조(registering structur)에 도달하는 상기 하전 입자에 대한 검출기를 포함하는 상기 빔 교정 장치를 제공하고, 상기 표면이 실질적으로 상기 처리 장비의 상기 타겟 평면에 있도록 상기 빔 교정 장치를 위치시키는 단계;
    상기 처리 장비에서 미리 정의된 형상을 갖는 상기 하전 입자의 빔을 생성하고, 상기 빔을 지정된 타겟 위치에서 상기 타겟 평면에 이미징하는 단계;
    미리 정의된 측면 초기 편향에 의해 지정된 타겟 위치로부터 상기 빔 교정 장치로 상기 빔을 편향시키는 단계로서, 상기 측면의 편향은 상기 빔 방향을 가로질러서 상기 빔이 상기 정합 구조(들) 중 적어도 하나에 충돌할 수 있도록 하는 상기 편향시키는 단계;
    상기 빔 교정 장치에서 상기 빔의 스캔을 수행하여, 상기 적어도 하나의 정합 구조를 포함하는 상기 장치 상의 미리 정의된 영역을 커버하는 단계;
    상기 영역에서의 위치의 함수로서 전류 신호를 얻기 위해, 상기 검출기를 사용하여, 상기 스캔 동안 상기 빔에 의해 발생된 전류를 측정하는 단계;
    측정된 상기 전류 신호를 평가하고 그로부터 상기 빔 교정 장치의 표면 상에 미리 정의된 최적의 위치에 대한 상기 빔의 중심 상대 위치를 판정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔을 교정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 동일한 타겟에 대해 동시에 처리하도록 구성된 복수의 입자 광학 컬럼을 포함하는 다중 컬럼 시스템으로서 구현된 하전 입자 광학 장비에 사용되고, 상기 타겟은 상기 타겟 평면에 위치되고,
    복수의 빔 교정 장치가 제공되고, 상기 타겟의 측면에 또는 상기 타겟으로부터 분리된 위치에서 타겟의 평면에 또는 상기 타겟의 평면에 근접하여 세로 방향으로 위치되며, 다수의 입자 광학 컬럼의 각각의 빔에 대해, 그리고 상기 복수의 빔 교정 장치 중 각각의 연관된 하나의 빔 교정 장치에 대하여, 상기 빔을 편향시키는 단계, 스캔을 수행하는 단계, 상기 빔에 의해 발생된 전류를 측정하는 상기 방법의 단계는 각각 연관된 빔 교정 장치를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔을 교정하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 빔은 다수의 빔릿으로 구성되고, 스캔을 수행하는 단계에서, 상기 빔은 미리 정의된 그리드의 위치에 따라 복수의 스캐닝 위치를 통해 상기 정합 구조를 가로질러 편향되고, 상기 그리드는 상기 타겟 평면에서 단일 빔릿에 의해 생성된 빔릿 스폿의 공칭 크기보다 작은 그리드 피치를 갖는 것을 특징으로 하는 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔을 교정하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 빔은 다수의 빔릿으로 구성되고, 스캔을 수행하는 단계에서, 상기 빔은 미리 정의된 그리드의 위치에 따라 복수의 스캐닝 위치를 통해 상기 정합 구조를 가로질러 편향되고, 상기 그리드는 상기 타겟 평면에서 단일 빔릿에 의해 생성된 빔릿 스폿의 공칭 크기와 동일한 그리드 피치를 갖는 것을 특징으로 하는 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔을 교정하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 빔은 다수의 빔릿으로 구성되고, 스캔을 수행하는 단계에서,
    상기 빔은 미리 정의된 그리드의 위치에 따라 복수의 스캐닝 위치를 통해 상기 정합 구조를 가로질러 편향되고,
    다수의 상호 구별되는 서브세트로의 상기 그리드의 위치의 미리 정해진 분할에 기초하여, 상기 서브세트 중 하나가 사용되어, 상기 빔은 상기 서브세트에 대응하는 스캐닝 위치를 통해서만 편향되고,
    스캔을 수행하는 단계가 상기 단계의 후속 인스턴스에서 반복되는 경우, 스캔을 수행하는 상기 단계의 후속 인스턴스는 각각 다른 서브세트를 사용하고, 상기 다수의 서브세트를 순환하는 것을 특징으로 하는 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔을 교정하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 상호 구별되는 서브세트는 실질적으로 동등한 서브 그리드를 나타내는 것을 특징으로 하는 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔을 교정하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 스캔을 수행하는 단계에서, 상기 빔은 미리 정의된 그리드의 위치에 따라 복수의 스캐닝 위치를 통해 상기 정합 구조를 가로질러 편향되고, 상기 그리드는 서로 다른 그리드 피치를 갖는 적어도 2개의 그리드 영역으로 구성되며, 더 큰 그리드 피치를 갖는 그리드 영역은 중심 상대 위치 판정의 품질에 덜 중요한 영역에 정의되는 것을 특징으로 하는 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔을 교정하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빔의 서로 다른 다수의 빔 부분이 후속적으로 수행되는 대응하는 수의 교정에 사용되고, 이에 따라 상기 수의 교정으로부터 판정되는 각각의 중심 상대 위치의 결과가 왜곡 맵(distortion map)을 추론하는 데 사용되며, 상기 왜곡 맵은 지정된 타겟 위치에서 상기 빔의 상이한 부분들이 서로에 대해 어떻게 위치하는지 기술하는 것을 특징으로 하는 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔을 교정하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 서로 다른 빔 부분을 사용하여 후속적으로 수행되는 상기 수의 교정에 대해, 상기 빔 교정 장치의 각각의 미리 판정된 위치에 배열된 복수의 정합 구조가 사용되고, 상기 정합 구조는 상기 정합 구조 상에 투영되는 상기 서로 다른 빔 부분의 위치들과 실질적으로 정렬하는 것을 특징으로 하는 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔을 교정하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지정된 타겟 위치에서 제공된 기판에 대한 기록 프로세스 중 또는 직전에 수행되는 것을 특징으로 하는 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔을 교정하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스캔을 수행하는 단계에서, 상기 빔은 상기 하전 입자 처리 장비의 빔 편향 장치에 의해 상기 정합 구조를 가로질러 편향되는 것을 특징으로 하는 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔을 교정하는 방법.
  12. 미리 정해진 유형의 하전 입자 빔을 교정하기 위한 빔 교정 장치로서, 상기 빔 교정 장치는 상기 미리 정해진 유형의 하전 입자 빔을 사용하는 상기 하전 입자 처리 장비에 사용되도록 의도된 상기 빔 교정 장치는:
    적어도 하나의 정합 구조(143)가 제공되는 정합 표면(registering surface)(144)으로서, 상기 빔이 그를 따라 상기 빔 교정 장치 상으로 조사되는 축 방향에 실질적으로 수직으로 배향되는 상기 정합 표면(144); 및
    상기 빔에 의해 조사될 때 출력 신호(s1)로서 상기 적어도 하나의 정합 구조에 도달하는 하전 입자의 양을 측정하도록 구성된 검출기(145);
    을 포함하고,
    상기 빔 교정 장치는 출력 신호(s1)를 평가하기 위해 상기 빔 교정 장치가 연결 가능한 교정 컨트롤러(59)에 상기 출력 신호를 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 빔 교정 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 정합 표면은 적어도 하나의 정합 구조(143)가 제공된 자립형(free-standing) 멤브레인(144)으로서 구현되고, 상기 정합 구조는 상기 정합 표면에 충돌하는 상기 하전 입자에 대해 투명하며, 그리고 그렇지 않으면 상기 하전 입자에 대해 불침투성이며, 상기 검출기(145)는 상기 적어도 하나의 정합 구조의 하류에 위치되고 상기 정합 표면을 통과하는 하전 입자의 양을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 빔 교정 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 정합 표면에는 상기 축 방향을 따라 볼 때 동일한 형상을 갖는 복수의 정합 구조가 제공되는 것을 특징으로 하는 빔 교정 장치.
  15. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빔 교정 장치는 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 빔 교정 장치로서 구현되는 것을 특징으로 하는 하전 입자 처리 장비에서 하전 입자 빔을 교정하는 방법.
  16. 장비 내의 타겟 평면에 위치한 동일한 타겟에 대해 동시에 처리하도록 구성된 복수의 입자 광학 컬럼을 포함하고, 각각 상기 타겟의 측면에 또는 상기 타겟으로부터 분리된 위치에서 타겟의 평면에서 또는 상기 타겟의 평면에 근접하여 세로 방향으로 위치된 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 복수의 빔 교정 장치를 더 포함하는 다중 컬럼 시스템으로서 구현된 하전 입자 광학 장비로서, 상기 복수의 빔 교정 장치 각각은 상기 복수의 입자 광학 컬럼 중 각각의 하나 및 다수의 서로 다른 그룹의 입자 광학 컬럼 중 각각의 하나와 연관되는 것을 특징으로 하는 하전 입자 광학 장비.
  17. 제16항에 있어서, 각각의 빔 교정 장치(90)는 각각의 이동 가능한 스테이지(91)에 장착되는 것을 특징으로 하는 하전 입자 광학 장비.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 다중 컬럼 시스템은 상기 빔 교정 장치에 연결되고 상기 입자 광학 컬럼의 하전 입자 빔을 교정하기 위해 제공되는 교정 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하전 입자 광학 장비.
  19. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 빔 교정 장치를 포함하는 하전 입자 처리 장비로서, 상기 빔 교정 장치는 상기 처리 장비 내의 타겟의 평면에 또는 타겟의 평면에 가깝게 세로 방향으로, 그리고 상기 처리 장비에 의해 처리되는 타겟에 대해 의도된 위치로부터 측 방향으로 오프셋되어 위치하고, 상기 빔 교정 장치가 연결될 수 있는 교정 컨트롤러(59)를 더 포함하며, 상기 교정 컨트롤러는 상기 빔 교정 장치에 충돌하는 상기 빔의 상대 위치에 관한 위치 신호(s2)를 수신하고, 상기 상대 위치의 함수로서 출력 신호(s1)를 기록하고 그로부터 상기 빔의 최적 상대 위치를 판정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하전 입자 처리 장비.
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